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色谱分析中离子液体的应用及其测定摘要：随着科技的不断发展和进步，作为绿色溶剂的离子液体得到了广泛的应用。
由于离子液体在有机反应以及生物合成中的促进效应和催化作用的突出表现，吸引力大量学者的目光。
此时有人提出了将离子液体应用到舍普分析中去，在经过学者们的不断试验和分析中发现，在色谱分析中离子液体的物理化学性质有着突出表现，因此使离子溶液在色谱分析中得到了广泛的应用。
本文就离子溶液进行论述，其中包括离子液体的特点、在色谱分析中的作用以及离子液体的测定进行详细的说明和论述。
关键词：色谱分析；离子液体的应用；离子液体的测定；色谱分析又称色谱法、层析法，属于一种分析和分离的方法，其在有机化学和分析化学有有着重要意义。
它可以通过不同状态下物质的选择性分配，用流动相洗脱固定相中的混合物，然后混合物会通过不同速度的进行相对移动，最后达到分离的目的。
离子液体，又称为室温离子液体，是由阴离子和阳离子组成的盐类化合物，在室温下呈液态。
离子液态，有的在高温状态下呈液态，例如氯化钾、氢氧化钾等。
还有的是在室温或是接近室温的状态下呈液态。
含有氮元素和磷元素的阳离子在离子液体中占有很大一部分，其中包括烷基咪唑、烷基膦、烷基吡啶等。
离子液态中的阴离子包括两种，分别为有机阴离子和无机阴离子，有机阴离子中的代表有[（CF3SO2）2N]-、[CF3CO2]?-等，无机阴离子的代表有氯离子等。
在学者们对离子液体在分离分析中应用的研究发现，在色谱分析中离子液体的物理化学性质有着突出表现，因此对于离子液体的研究成为了色谱分析中的重点研究对象。
以下就离子溶液的特点以及其在色谱分析中的作用和测定进行详细的说明和论述。
一、离子液体的特性离子液态有以下几点，分别为第一，其液态范围较宽，而且化学稳定性和热稳定性较高；第二，其有很好的溶解性，尤其是对于有机和无机的化合物；第三，由于其有较高的电导率，因此可以作为电解液使用；第四，其密度大、极性可调性大、粘度低，易形成多相系统，可以当做分离溶剂使用；第五，离子溶液的蒸汽压小，不易挥发，而且在储藏和使用中也不易蒸发，还可以循环使用，提高再次利用率；第六，可以通过阴离子和阳离子调节溶解性和酸度；第七，有较好的溶解能力，尤其是在有机物质和无机物质中，而且还有催化和溶剂的作用，使其成为催化和溶剂的载体。
离子液体在色谱分析中的应用摘要 离子液体作为一种优良溶剂越来越受到人们的关注，它是当前化学研究领域的一个热点，它在化学的各个领域都有研究和应用。
本文将对离子液体在气相色谱、液相色谱、毛细管电泳等色谱分析中的应用研究进行综述。
并对离子液体在色谱研究应用中的发展进行了展望。
关键词 离子液体 气相色谱 液相色谱 毛细管电泳 综述离子液体，又被称为室温离子液体或室温熔融盐，是当前化学研究的热点之一。
离子液体一般是由特定的体积相对较大的、结构不对称的有机阳离子和体积相对较小的无机阴离子构成的在室温或近室温下呈液态的物质。
有机阳离子通常为烷基季铵离子、烷基季磷盐、N-烷基吡啶离子及N ，N-二烷基咪唑离子，常见的阴离子为卤素离子⑴、AlCl -4和含F 、P 、S 的多种离子⑵，如BF 4-、PF 6-、CF 3COO -等。
离子液体有一些独特的优点：（1）液体状态温度范围广，最高可达300℃；（2）蒸汽压极小，不易挥发、不可燃、毒性小；（3）对有机物和无机物都有良好的溶解性；（4）导电性能好，具有较宽的电化学窗口；（5）合成比较简单，可以通过改变其组成调节其物理化学性质。
这些为常规溶剂所无法比拟的优点使得离子液体在有机合成、催化、电化学、新材料及分析化学等方面都有极广泛的应用。
随着离子液体在化学领域的研究和应用日益广泛，其在色谱方面的应用研究最近发展的也较快，已成为色谱研究的一个热点。
本文将对室温离子液体在气相色谱、液相色谱、毛细管电泳等色谱分析中的应用研究进行综述。
1． 离子液体在气相色谱中的应用离子液体在气相色谱中应用研究做得最出色的是Armstrong 研究小组。
1999年Armstrong与其合作者⑶开始着手研究离子液体作为固定相应用于气相色谱，考查了两种典型离子液体(1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和氯化1-丁基-3-甲基咪唑)作为涂渍在融熔石英毛细管的固定液膜的性能，发现离子液体的润湿能力和粘度可使其成为多种气相色谱理想的固定液。
离子液体在气相色谱中的应用摘要：据资料表明，离子液体具有独特的物理和化学性质，所以在进行相关化学实验中经常将其作为研究的理想材料之一。
在现如今的化学发展过程中，离子液体是研究人员十分注重的话题之一。
根据其相关定义而言，所谓离子液体就是在接近是室温时的相关液体状态。
据研究表明，离子液体的体积相对于普通的液体而言其体比较的大。
而且其组成离子比较广，包含有机阳离子和无机阴离子。
下文就向我们介绍了离子液体在气相色谱中的相关应用。
关键词：离子液体，溶剂，固定相，色谱分析引言离子液体是非分子绿色溶剂。
其独特的物理和化学性质吸引了科学家的注意，并用于分析化学，电磁学和有机合成。
它广泛用于萃取技术，色谱法和毛细管电泳中。
对于色谱分析，用于分析样品的基质通常非常复杂，并且要测量的物质量非常小。
因此，研发新的环保样品制备方法对于提高灵敏度至关重要。
离子液体可以满足上述要求。
本节概述了在开发液体应用的色谱中使用离子液体。
还向我们介绍了离子液体的特性，气相色谱固定相的选择，以及离子液体在化学研究方面的相关应用，可以使我们更加的了解离子液体。
1、离子液体的特性第一方面，熔点代表盐类物质的物理性质，并且是确定是否可以形成离子液体的重要指标。
某些盐的熔点低的原因还不是很清楚，但是到目前为止，已经得出以下结论。
首先，如果分子间力低，则熔点低。
其次，由于晶体的积累和阳离子的分布，熔点降低。
例如，在氯化物的情况下，熔点在不同的阳离子条件下是完全不同的。
第二方面，就粘度而言，粘度取决于范德华力形成氢键的强度和能力。
根据实际研究表明，H3，H4和H5二烷基咪唑盐与阳离子形成强氢键。
对于离子液体而言，不同的摩尔分数会产生一定的粘度差异，从而会直接影响到对于离子的研究。
第三方面，控制离子液体密度的最重要方法是适当调节阴离子，以使液体密度在一定范围内。
同时，可以通过控制阳离子来提高离子液体的密度。
离子液体具有许多独特的优势：（1）液态具有高达300°C的宽温度范围，（2）蒸气压非常低，不挥发，不易燃且毒性不大，（3）离子液体对于其他普通液体而言溶解度较好（4）离子液体具有良好的导电性，电化学窗口大，（5）合成简单，可通过改变其组成来控制其理化性质[1]。
一、概述离子液体柱是指以离子液体为固定相的柱子，用于气相色谱分析中。
气相色谱技术广泛应用于化学、生命科学等领域，而离子液体柱作为气相色谱柱的一种，具有独特的优势，在脂质组学中分离脂肪酸具有重要意义。
二、离子液体柱的基本原理1. 离子液体的特性离子液体是一种具有离子液晶性质的离子化合物，具有较宽的工作温度范围、较低的蒸气压、较高的热稳定性和化学稳定性等优点。
2. 离子液体柱的构造离子液体柱通常包括毛细管柱和填料柱两种形式。
毛细管柱由离子液体液膜覆盖在毛细管壁上构成，填料柱由毛细管填料担载离子液体构成。
3. 离子液体柱的工作原理离子液体柱的工作原理主要是利用离子液体的极性、亲疏水性等特性，通过静电交互作用和氢键作用，与脂肪酸等化合物发生相互作用，实现对化合物的分离。
三、离子液体柱在脂质组学中的应用1. 脂质组学的概念脂质组学是指利用分析方法对生物体内的脂质进行全面、系统、动态的研究。
脂质组学研究内容涵盖生物体内的脂质种类、含量、分布、代谢、功能等方面。
2. 离子液体柱在脂质组学中的优势相比传统气相色谱柱，离子液体柱在脂质组学中具有更高的分辨率、更广的适用范围、更好的稳定性和更灵敏的检测等优点。
3. 离子液体柱在脂肪酸分离中的应用脂肪酸是脂类的一种重要组分，其种类、含量和分布等信息对于了解生物体的健康状态具有重要意义。
离子液体柱结合气相色谱技术，可以针对脂质组学中的脂肪酸进行高效、精确的分离和定量分析。
四、离子液体柱在脂质组学研究中的发展趋势1. 多元素离子液体柱的研发目前，越来越多的研究机构和企业致力于开发多元素离子液体柱，以期实现对多种脂质成分的高效分离和分析。
2. 高效液相色谱-气相色谱串联技术的应用将高效液相色谱和气相色谱相结合，可实现对复杂样品中脂质组学成分的更全面、更准确的分析，离子液体柱在此技术中发挥着重要作用。
3. 离子液体柱的性能优化在离子液体柱的制备和应用中，研究人员正致力于优化柱子的性能，提高其分离效率、灵敏度和稳定性，以满足脂质组学领域对精密分析的需求。
两种离子液体作气相色谱固定相的研究摘要:介绍了两种离子液体(HHBIM-NTF2和PVBIm-NTf2)作气相色谱固定相。
这两种液体从不同方向尝试解决普通咪唑类离子液体热稳定性差的缺陷。
通过使用Grob试剂、二甲氧基苯混合物等物质证明了其有效性。
本结果为进一步扩大咪唑类离子液体固定相的色谱适用范围提供了有效途径。
关键词:咪唑离子液体气相色谱固定相热稳定性The study of two kinds of ionic liquid stationary phases for gas chromatographyAbstract:It introduced two kinds of ionic liquid(HHBIM-NTF2 and PVBIm-NTf2)stationary phases for gas chromatography.These two kinds of liquid try to solve general monocationic ionic liquid with low thermal stability from different ways.It has proved to be efficient by using Grob agent、mixture of aromatic isomers and so on.This result provides an effective way to broad the range of monocationic ionic liquid stationary phases for gas chromatography.Key Words:Imidazole;Ionic liquid;Gas chromatography;Stationary phases;Thermal stability经过近几十年来的发展,气相色谱已经成为一种十分普及的分析方法。
对于建立一个气相色谱实验方法来说,首先就是要选择好一个恰当的固定相。
所以自从气-液色谱分析方法问世以来,找寻合适的固定相一直是一个长盛不衰的研究课题。
1999年,Armstrong等首次将室温离子液体作为固定相用于气相色谱(GC),自此之后室温离子液体作为气相色谱固定相就成为了一个研究热点。
室温离子液体是一类低熔点非分子的离子溶剂,一般由不对称含氮取代基的阳离子(如咪唑、嘧啶或吡咯)和无机阴离子(如Cl、PF6或BF4)组成。
室温离子液体是一种很好的有机溶剂,可以溶解金属有机物、高分子材料、无机物等,且溶解性较好,这种液体在室温下呈稳定的液态、不挥发、可传热、不易燃、可流动却无显著的蒸汽压。
所以室温离子液体是一种优良的气相色谱固定相物质。
室温离子液体中的咪唑类离子液体具有粘度高、熔点低和挥发性弱等性质,用作气相色谱固定相时还可以表现出对有机物多种分子之间的作用和特殊的“两性”分离能力。
故这类气相色谱的固定相近几年来成为了一大研究热点。
一些结构简单的咪唑类离子液体易于合成和纯化,但由这类离子液体制备的色谱柱热稳定性较低,其色谱的应用范围受到了极大限制。
本文将着重探讨解决这一问题的有效办法。
1 HHBIM-NTf21.1 实验部分1.1.1 仪器与试剂N-丁基咪唑;6-溴-1-己醇;二(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiNTf2,99%,美国Acros Organics公司);弹性石英毛细管柱(内径0.25mm,河北永年锐沣色谱器件有限公司)。
试剂均为分析纯。
HW-2000型色谱工作站(上海千谱软件有限公司);5890II型气相色谱仪(美国Agilent科技有限公司);GC4000A型气相色谱仪(北京东西分析仪器有限公司);76-1A型数显玻璃恒温水浴(金坛市岸头国瑞实验仪器厂)。
1.1.2 离子液体的合成HHBIM-NTF2[1-(6-羟己基)-3-丁基咪唑-二(三氟甲基)磺酰亚胺盐]的结构见图1,其合成方法为:在圆底烧瓶中加入N-丁基咪唑(过量1.1倍)和6-溴-1-己醇,在60℃下,搅拌反应12h后得到溴盐离子液体。
将其用乙酸乙酯洗涤3～4次,除去溶剂后得到的产物是1-(6-羟己基)-3-丁基咪唑溴盐(HHBIM-Br)。
阴离子交换:取若干HHBIM-Br放入圆底烧瓶,加入合适比例的二氯甲烷后搅拌成悬浊液,向其中添加溶于去离子水的等量的LiNTf2,在25℃下搅拌12h。
将产物溶液用去离子水洗涤多次,用硝酸银溶液检测洗出液中的水相,要求检测不到Br-为止。
旋蒸除去溶剂。
真空干燥产物48h(控制温度为60℃),最后得到的产物HHBIM-NTf2为浅黄色粘稠液体。
之后使用核磁共振氢谱(1H NMR)和红外光谱(IR)对产物进行表征。
1.1.3 毛细管GC色谱柱的制备和色谱条件毛细管柱内壁粗糙化:用氯化钠的甲醇饱和溶液处理空白毛细管柱,使其内壁沉积上一层氯化钠晶体。
将HHBIM-NTf2按2.5g/L的质量浓度溶于二氯甲烷后通入预处理过的毛细管柱。
封住毛细管柱的一端,在40℃恒温水浴的条件下,从柱的另一端将其抽真空。
待二氯甲烷完全挥发后将毛细管柱在氮气的保护下进行老化。
老化pHHBIM-NTf2的核磁共振氢谱(CdCl3,400MHz,ppm)数据为δ(HHBIM-NTf2):8.992(s,1H),7.257(s,1H),7.223(s,1H),4.204～4.254(m,4H),3.635(t,2H),1.854～ 1.936(m,4H),1.558～1.586(m,2H),1.538(s,1H),1.365～ 1.473(m,6H),0.984(t,3H)。
它的IR(KBr,cm-1)数据为ν(HHBIM-NTf2):3394,3152,3108,2937,2865,1567,1354,1196,1138,1056。
HHBIM-NTf2离子液体的NMR数据中的化学位移1.538的单峰与 3.635附近的三重峰结合起来可推断出化合物中存在羟基,其中化学位移1.5附近的是羟基上的氢、3.6附近的是与羟基上氧原子相连的亚甲基。
在IR数据中可以看到存在3400cm-1附近的宽而强吸收峰也证明了羟基的存在。
在HHBIM-NTf2的IR数据中还看到一些特征峰,如1197cm-1附近的吸收峰,这是C-F的特征峰。
这些特征峰的存在证明了阴离子交换成功,得到了目标产物。
1.2.2 离子液体色谱柱的色谱选择性用Grob试剂考察色谱柱的色谱选择性,结果如图2所示。
HHBIM-NTf2离子液体色谱柱对Grob试剂的分离效果很好。
Grob试剂的每一个组分均得到了基线分离,并产生了对称尖锐的色谱峰。
辛醇尖锐对称的峰形说明HHBIM-NTf2不存在氢键吸附和酸碱吸附。
2,6-二甲基苯胺晚于2,6-二甲基苯酚流出表明此离子液体色谱柱偏酸性。
1.2.3 离子液体色谱柱的热稳定性某一固定相在色谱上的应用前景很大程度上决定于其热稳定性。
二甲氧基苯混合物在经300℃老化8h后的HHBIM-NTf2离子液体色谱柱上的分离色谱图如图3所示。
可以看出色谱峰仍保持尖锐对称峰型,说明此色谱柱具有良好的热稳定性和对位置异构体混合物良好的色谱选择性。
HHBIM-NTf2离子液体热稳定性好可能是因为离子液体内部存在着大量分子间氢键的作用,这可减少其在高温下的流失;还可能是因为此离子液体的粘度高。
上述提高离子液体固定相热稳定性的办法是将羟基引入单阳离子型咪唑离子液体的阳离子。
下面我们再来研究改善热稳定性的另一种办法。
2 PVBIm-NTf22.1 实验部分2.1.1 试剂与仪器1-乙烯基咪唑(美国Sigma-Aldrich);二(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiNTf2)(美国Acros Organics公司);氯化苄、偶氮二异丁腈(AIBN)(天津津科精细化工研究所)。
弹性石英毛细管柱(内径0.25mm,河北永年锐沣色谱器件有限公司)。
试剂均为分析纯。
HW-2000型色谱工作站(上海千谱软件有限公司);N5890型气相色谱仪(美国安捷伦科技有限公司);GC4000A型气相色谱仪(北京东西分析仪器有限公司);76-1A型数显玻璃恒温水浴(金坛市岸头国瑞实验仪器厂)。
2.1.2 合成VBIm-NTf2先将氯化苄和1-乙烯基咪唑反应制得1-烯基-3-苄基咪唑氯盐(VBIm-Cl),然后用阴离子交换法制备出VBIm-NTf2。
2.1.3 制备毛细管气相色谱柱把质量比为3.5∶100的AIBN和离子液体VBIm-NTf2的混合物溶于二氯甲烷中,配得固定相溶液的质量浓度为3.5g/L。
将该固定液在氮气压下注入毛细管中。
封住毛细管两端,从40℃起以1℃/min的速率升温至80℃,保持6h。
通过自由基引发聚合得到了PVBIm-NTf2毛细管气相色谱柱。
在氮气保护下,将该毛细管柱进行老化。
老化条件:保持30min的30℃,之后以1℃/min的速率升温至250℃,保持6h。
2.2 结果与分析2.2.1 PVBIm-NTf2色谱柱的选择性用苯系物(图4)和混合脂(图5)考察PVBIm-NTf2色谱柱的选择性。
从图中可以看到峰型窄且对称,基线平稳,说明聚合离子液体具有良好的色谱选择性和分离能力。
2.2.2 PVBIm-NTf2色谱柱的热稳定性本文采用多组分样品代替传统的萘来考察色谱柱的热稳定性,这样可以使结果更加客观、准确。
将PVBIm-NTf2色谱柱分别在190、220和250℃下进行老化,之后测定了多组分样品。
结果如图6a,b,c所示。
结果表明PVBIm-NTf2经250℃老化后仍具有很好的分离效果。
与现有的非聚合离子液体固定相相比聚合离子液体固定相的热稳定性明显提高。
3 结语咪唑类离子液体易于合成和纯化,具有很好的应用潜力。
本文的两种合成方法完全不同,为读者提供了一些合成咪唑类离子液体的新思路。
这可为研究咪唑类离子液体作为气相色谱固定相的进一步应用提供有益的借鉴和参考。
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